[发明专利]一种多锚固体试件的恒温应力腐蚀装置及试验方法

权利要求书

1.一种多锚固体试件的恒温应力腐蚀装置，其特征在于：包括恒温腐蚀模组、溶液外循环模组及应力施加模组，其中：恒温腐蚀模组包括隔温腐蚀箱(2-4)、保温反力盖板(2-3)、支撑板(2-7)、调高摇杆(2-1)、注液口(2-5)、回液口(2-8)和惰性阴极接口(2-10)，溶液外循环模组包括储液缸(1-1)、第一节流阀(1-2)、第一过滤器(1-3)、恒温水循环装置(1-4)、保温输液管(1-10)、第二过滤器(1-9)、排液孔(1-7)、第二节流阀(1-8)、恒温水循环装置开关模组(1-5)和恒温水循环装置液晶显示屏(1-6)；应力施加模组包括中空油缸(3-2)、锚具(3-1)、高压油管(3-3)、油泵开关(3-11)、四通分流器(3-6)、加载阀(3-5)、卸荷阀(3-7)和电动液压油泵(3-10)；

隔温腐蚀箱(2-4)内盛放腐蚀液和试件基体(2-6)，隔温腐蚀箱(2-4)顶部通过保温反力盖板(2-3)封闭，隔温腐蚀箱(2-4)内设置支撑板(2-7)，用于放置试件基体(2-6)，隔温腐蚀箱(2-4)外部一侧设置调高摇杆(2-1)，调高摇杆(2-1)通过内部机械装置与支撑板(2-7)连接，隔温腐蚀箱(2-4)一侧上部位置设置注液口(2-5)，隔温腐蚀箱(2-4)底部设置回液口(2-8)，隔温腐蚀箱(2-4)一侧设置水位计(2-9)，隔温腐蚀箱(2-4)一侧下部设置惰性阴极接口(2-10)；储液缸(1-1)通过保温输液管与恒温水循环装置(1-4)连接，连接储液缸(1-1)和恒温水循环装置(1-4)的保温输液管上靠近储液缸(1-1)位置设置第一节流阀(1-2)，第一节流阀(1-2)后设置第一过滤器(1-3)，恒温水循环装置(1-4)通过保温输液管(1-10)分别连接注液口(2-5)和回液口(2-8)，恒温水循环装置(1-4)和回液口(2-8)之间的保温输液管上靠近回液口(2-8)位置设置第二过滤器(1-9)，靠近恒温水循环装置(1-4)位置设置第二节流阀(1-8)，第二节流阀(1-8)处设置排液孔(1-7)；中空油缸(3-2)置于保温反力盖板(2-3)上，中空油缸(3-2)上方设置锚具(3-1)，试件基体(2-6)的锚杆(2-2)从保温反力盖板(2-3)穿出，穿过中空油缸(3-2)和锚具(3-1)，中空油缸(3-2)施加的支撑力通过保温反力盖板(2-3)与锚具(3-1)的联合作用产生对锚杆(2-2)的拉应力；中空油缸(3-2)通过高压油管(3-3)连接四通分流器(3-6)，四通分流器(3-6)通过高压油管(3-3)连接电动液压油泵(3-10)，电动液压油泵(3-10)上部设置注油孔(3-9)，且电动液压油泵(3-10)上设置油泵开关(3-11)；

所述中空油缸(3-2)上设置中空油缸液晶显示屏(3-4)和加载阀(3-5)，中空油缸(3-2)底部设置压力传感器，将所施加力的大小及峰值实时显示在中空油缸液晶显示屏(3-4)上；

所述四通分流器(3-6)上设置卸荷阀(3-7)；

调高摇杆(2-1)能够调节支撑板(2-7)的高度，使不同高度的试件都能放置于腐蚀箱中；

所述恒温水循环装置(1-4)上设置恒温水循环装置开关模组(1-5)和恒温水循环装置液晶显示屏(1-6)，恒温水循环装置(1-4)内部分布若干检测探头，实时检测腐蚀液的pH值、离子浓度、温度，检测得到的相关数值通过液晶显示屏(1-6)实时显示，恒温水循环装置开关模组(1-5)随时调节预设温度与水循环速率，其中，检测探头包含pH计、温度计、Cl^-浓度探头、SO4²⁺浓度探头；

所述保温反力盖板(2-3)上分布有锚杆孔，试件基体的锚杆通过锚杆孔伸出，锚杆孔通过配备不同口径的密封垫圈进行密封，密封垫圈为橡胶材质；

所述支撑板(2-7)上划分有栅格，栅格中心处有开孔，使试件基体的自由端锚杆插入，在腐蚀液中浸泡时的位置保持相对固定；

所述惰性阴极接口(2-10)采用腐蚀箱内置铜棒结构，便于试件进行电加速腐蚀试验。

2.根据权利要求1所述的多锚固体试件的恒温应力腐蚀装置的试验方法，其特征在于：包括步骤如下：

S1：检查第一节流阀(1-2)与第二节流阀(1-8)均为关闭状态，向储液缸(1-1)中倒入配置好的溶液，打开恒温水循环装置(1-4)开关，再打开第一节流阀(1-2)使溶液经过第一过滤器(1-3)、恒温水循环装置(1-4)流入隔温腐蚀箱(2-4)中，观察水位计(2-9)变化，待隔温腐蚀箱(2-4)内溶液达到预定水位后关闭第一节流阀(1-2)，调节恒温水循环装置(1-4)上的恒温水循环装置开关模组(1-5)，调节到试验要求的预定温度，待恒温水循环装置液晶显示屏(1-6)上温度达到目标温度后开始下一步试验操作；

S2：安装恒温腐蚀模组，首先，取下保温反力盖板(2-3)，将锚固体试件基体(2-6)放入隔温腐蚀箱(2-4)中，其中，锚杆自由端插入支撑板(2-7)的凹孔中，将锚杆(2-2)从保温反力盖板(2-3)上的锚杆孔伸出，闭合好保温反力盖板(2-3)，安装密封垫圈，闭合锚杆(2-2)与保温反力盖板(2-3)之间的缝隙；

S3：安装应力施加模组，通过高压油管(3-3)连接中空油缸(3-2)和四通分流器(3-6)上的接口，并拧紧两端的螺纹式密封接口，打开电动液压油泵注油孔(3-9)，逆时针拧松中空油缸(3-2)上的加载阀(3-5)与四通分流器(3-6)上的卸荷阀(3-7)，使中空油缸(3-2)的活塞缩回缸体内，以排除高压油管(3-3)、电动液压油泵(3-10)中的空气，排气完成后关闭注油孔(3-9)并顺时针拧紧卸荷阀(3-7)；

S4：将中空油缸(3-2)从锚杆(2-2)外端自上而下套入，安装与锚杆直径相匹配的锚具(3-1)，将锚具卡在锚杆外露端头部位置，中空油缸(3-2)下部与保温反力盖板(2-3)界面紧密接触，打开油泵开关(3-11)、中空油缸液晶显示屏开关，待中空油缸液晶显示屏(3-4)上的应力值达到预定大小时顺时针拧紧中空油缸上的加载阀(3-5)，再关闭油泵开关(3-11)；

S5：实验完成后，关闭恒温水循环装置(1-4)上的恒温水循环装置开关模组(1-5)，打开第二节流阀(1-8)，排除腐蚀液，逆时针拧松中空油缸(3-2)上的加载阀(3-5)与四通分流器(3-6)上的卸荷阀(3-7)，使中空油缸(3-2)泄压，活塞自动回缩到中空油缸(3-2)内，并使中空油缸(3-2)中的液压油回流到电动液压油泵(3-10)中，退下锚具(3-1)，取下中空油缸(3-2)、保温反力盖板(2-3)，取出锚固体试件基体(2-6)，完成试验。